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Volnys B. Bernal (c) 1
Comutação
Volnys Borges Bernalvolnys@lsi.usp.br
http://www.lsi.usp.br/~volnys
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Agenda
? Comutação? Comutação de circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes
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Comutação
? A função de comutação em uma rede de comunicaçãose refere à alocação dos recursos da rede para possibilitar a transmissão de dados pelos diversos dispositivos conectados.
? Em uma rede (LAN, MAN, WAN) sempre existem recuros compartilhados:? Compartilhamento de enlace
? enlaces ponto a ponto: através de técnicas TDM ou FDM? barramento
AB
C
D
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Comutação
? Tipos de comutação? Comutação de Circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes
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Comutação de Circuitos
? Comutação de Circuitos? Quando um circuito dedicado é alocado para a comunicação
entre duas entidades
? Fases:? Estabelecimento do circuito? Transferência de informações? Liberação do circuito
? O circuito dedicado pode ser composto por? enlaces físicos dedicados? canais de freqüênica (canal FDM)? canais de tempo (canal TDM)
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Comutação de circuitos
? Exemplo? Sistema telefônico
? Estabelecimento de conexão? Tranferênica de informações? Liberação do circuito
? Observações? Note que o caminho permanece alocado e dedicado até que
uma das entidades desfaça o ciruito. Se o tráfego não forconstante a capacidade do meio físico será desperdiçada. Por outro lado existe a garantia de que a taxa de transmissão sempre será suportada pela conexão.
? No caso de uma sobrecarga, em uma rede de comutação por circuitos os pedidos de novas conexões são recusados
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Comutação de circuitos
AB
CD
Pedido de conexão
Aceite de conexão
Transmissão da mensagem
Transmissão em caminho dedicado
Tempo gasto na procura ealocação de um canal disponível
Término de conexão
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Comutação de circuitos
? Sistema Telefônico? A comutação de circuitos é bastante utilizada nos sistemas
telefônicos. O PABX é um exemplo típico de sistema decomutação de circuitos.
? Os primeiros sistemas telefônicos utilizavam chaveamento fisico manual, no qual os operadores humanos nas centrais telefônicas recebiam os pedidos de ligação (conexão) e eram encarregados de fechar fisicamente (através de cabos) os circuitos.
? Mais tarde, a introdução de relés permitiu que a comutação setornasse automática, sem a necessidade dos operadores humanos.
? Mais recentemente, com a introdução e proliferação da transmissão digital em sistemas de telefonia, as linhas passaram a ser multiplexadas no tempo (TDM síncrono).
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Comutação de circutios
? ExercícioSeja uma comuicação entre A e C que possui como elemento
intermediário B que utilize comutação de circuitos com os seguintes parâmetros:
? Tempo de alocação de circuito: 100 ms? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit? Tamanho da mensagem de controle: 1000 bits
(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total (tempo de estabelecimento de conexão,
tempo de transmissão, tempo de encerramento de conexão) detransmissão da mensagem?
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Comutação de circuitos
? ATM? Assiynchronous Transfer Mode
? O ATM é um sistema de comutação de circuitos (circuitos virtuais)
? A transmissão ATM exisge o estabelecimento de conexão,portanto utiliza comutação de circuitos.
? Os circuitos virtuais compartilham os canais físicos utilizando multiplexação no tempo assíncrona. A unidade de informação équebrada em céculas.
? Célula é a unidade de tranferência de informação no ATM epossui tamanho fíxo de 53 bytes (5 bytes de cabeçalho + 48 bytes de dados). Cada célula possui um cabeçalho no qual éinformado o circuito virtual e uma área de dados.
? Apesar de ser semelhante ao chaveamento de pacotes, devido ànecessidade de estabelecimento de conexão o ATM écaracterizado pelo chaveamento de circuitos.
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Comutação de circuitosA
BC
D
Transmissão da mensagem
célula: cabeçalho + mensagem
Pedido de conexão
Aceite de conexão
Tempo gasto na procura ealocação de um canal disponível
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Comutação de Mensagens
? Comutação de mensagens
? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades
? Sempre que uma entidade desejar transmitir uma mensagem ela adiciona o endereço de destino a esta mensagem que será então transmitida pela rede, nó a nó
? Mensagem:? Unidade lógica de informação
? Em um determinado ponto da transmissão, a mensagem pode encontrar um caminho ocupado pela transmissão de outra mensagem e ainda com outras mensagens na fila detransmissão. Neste caso ela é colocada no final desta fila.
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Comutação de Mensagens
? Propriedades? Melhor aproveitamento das linhas de comunicação? No caso de congestionamento, as mensagens são sempre
aceitas? O tempo de transferência aumenta nesta situação devido às filas
de mensagens
? Exemplo:? Correio Convencional
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Comutação de MensagensA
BC
Transmissão da mensagem
Tempo de espera na fila + tempo de escolha de rota
cabeçalho
mensagem
D
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Comutação de Mensagens
? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento
intermediário B que utilize comutação de mensagens com os seguintes parâmetros:
? Tamanho do cabeçalho: 100 bits? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?
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Comutação de Pacotes
? Comutação de pacotes
? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades
? Semelhante à comutação de mensagens? Porém, o tamanho da unidade de dados é limitado.
? Mensagens a partir de tamanho acima do limite são quebradas em mensagens menores denomidadas pacotes
? Exemplo:? Ethernet
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Comutação de PacotesA
BC
D
Transmissão da mensagem cabeçalho
pacote
Tempo de espera na fila + tempo de escolha de enlacedestino
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Comutação de Pacotes
? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento
intermediário B que utilize comutação de pacotes com os seguintes parâmetros:
? Tamanho do cabeçalho: 100 bytes? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbyte (1.000.000 bytes)? Tamanho do pacote 1 Kbyte (1.000 byte)(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?
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Comutação
? Exercício? Compare as técnicas de comutação em relação ao tempo de
transmissão e ao número de bytes transmitidos.
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